Quelle: Deutsche Telekom 27. Februar 2023.

27. Februar 2023 – „Always on“, so beschreiben die meisten Menschen ihren digitalen Alltag. Wie leicht dieser Alltag aus den Fugen gerät, haben die Naturkatastrophen der letzten Jahre gezeigt. Zuletzt das Erdbeben in der Türkei. In solchen Situationen ist es für betroffene Personen von Vorteil, noch Mobilfunk zu empfangen. Im Ernstfall ist aber meistens auch die dafür nötige Infrastruktur am Boden beschädigt.

Die Deutsche Telekom engagiert sich gemeinsam mit der Europäischen Weltraum-Organisation (ESA) für ausfallsichere Konnektivität. Das gilt auch im Krisenfall. Im Mittelpunkt stehen nahtlose Verbindungen zwischen terrestrischen Netzen und alternativen Netzen am Himmel und im Weltall. Auf dem Mobile World Congress haben die Partner vereinbart, gemeinsam an diesen hybriden Netzen der Zukunft zu arbeiten. Dafür haben beide in Barcelona ein Memorandum-of-Understanding (MoU) unterschrieben. Das Ziel: widerstandsfähigere und sicherere Konnektivität für die künftigen Anforderungen an Kommunikation.

Dies ist wichtig, falls Teile der Netztechnik am Boden ausfallen. Ein hybrides Netz könnte dann auf nicht-terrestrische Netz-Elemente zurückgreifen. Zum Beispiel auf Satelliten oder fliegende Antennen-Plattformen in der Stratosphäre. Diese Elemente ersetzen während einer Katastrophe die Infrastruktur am Boden. So bleibt der Kontakt zu betroffenen Personen oder Rettungs-Teams nahtlos erhalten.

„Wir haben ein klares Ziel: Konnektivität für alle, immer und überall. Verbindungsalternativen wie Satelliten spielen eine entscheidende Rolle dabei unser terrestrisches Netz zu ergänzen, um eine Kontinuität der Dienste zu gewährleisten. Die Zusammenarbeit mit der ESA ist ein wichtiger Schritt. Damit schaffen wir die technologischen Grundlagen für eine höhere Ausfallsicherheit unserer Netze. Durch die Kombination von terrestrischer und satellitengestützter Kommunikation. Dies wird die Reichweite unseres Netzes verbessern. Davon profitieren alle, die in Verbindung bleiben müssen“, sagte Claudia Nemat, Vorstandsmitglied der Deutschen Telekom für Technologie und Innovation.

Javier Benedicto, amtierender ESA-Direktor für Telekommunikation und integrierte Anwendungen, sagte: „Die ESA unterstützt die Zukunft der Konnektivität, in der Satelliten mit terrestrischen Technologien integriert werden. Um eine allgegenwärtige, nahtlose und sichere Konnektivität für alle zu ermöglichen. Wir freuen uns über die Partnerschaft mit der Deutschen Telekom, um die wichtigen Technologien in diesem Bereich zu entwickeln. Die ESA unterstützt die europäische und kanadische Industrie dabei, Innovationen zu fördern und im globalen Wettbewerb zu bestehen.“

Weltpremiere: 5G ins All und zurück
Die Deutsche Telekom hat die technische Machbarkeit dieser neuen Herausforderung bewiesen. Gemeinsam mit Partnern wie dem Satellitenspezialisten Intelsat. Seit Jahren testet die Telekom den Einsatz verschiedener Antennenplattformen in der Stratosphäre. Dabei hat das Unternehmen gezeigt, dass Verbindungen auch mit herkömmlichen Smartphones und 5G immer besser werden.

Mit ihren Partnern ist die Deutsche Telekom einen entscheidenden Schritt weitergekommen. Bei Tests in Istrien (Kroatien) wurde weltweit zum ersten Mal eine orchestrierte 5G-Verbindung nahtlos über verschiedene Netzebenen aufgebaut. Sie reichte über Stratosphäre bis in den Weltraum und wieder zurück. Der aus der Stratosphäre bereitgestellte Mobilfunkdienst folgte dem Backhaul-Weg über den Satelliten und zurück zur Erde zu dessen Schnittstelle am Boden. Von dort flossen die Signale ins Kern-Netz oder zur Basisstation. Die Übertragung gelang mit einem Standard 5G-Mobiltelefon über einen 20 Mega-Hertz-Kanal. Im Luftraum über Pula erreichte die Telekom im Februar 2023 Datenraten von bis zu 200 Megabit pro Sekunde.

Das beweist, dass eine hybride Kommunikation über terrestrische und nicht-terrestrische Netze ein Höchstmaß an Ausfallsicherheit bieten kann. Intelsat hat sich in der Vergangenheit bei der Bereitstellung von Konnektivität nach Naturkatastrophen bewährt. Das Unternehmen betreibt ein einheitliches, Multi-Orbit-Netz. Dieses Netz aus Satelliten bietet die Ausweich-Möglichkeit, die betroffenen Personen in Extremsituationen helfen kann. Die Multi-Orbit-Lösung von Intelsat ermöglicht eine nahtlose, sichere Nutzung. Auch der Wechsel zwischen Antennen-Plattformen und geostationären Satelliten ist möglich, wenn die Situation dies erfordert. Hilfe anfordern, über die Situation vor Ort berichten und den Einsatz der Rettungskräfte koordinieren – all das könnten alternative Netze in Extremsituationen besser ermöglichen.

Integration verschiedener Netzebenen
Nicht-terrestrische Netze (NTN) sind Kommunikationsnetze mit Elementen im Weltraum und in der Luft. Dazu gehören Antennenplattformen in der Stratosphäre, so genannte HAPS (High Altitude Platform Station). Das können frei schwebende Höhenballons, Luftschiffe oder Motorsegler sein. Diese Segler können umweltfreundlich mit Solarenergie und Wasserstoff betrieben werden. Im Weltraum werden Satelliten eingesetzt, wie der im Test verwendete Intelsat-38. Um diese neuen Netzformen in bestehende Netze zu integrieren, müssen diese unterschiedlichen Kommunikations-Technologien aufeinander abgestimmt werden. So werden sie zu mehrdimensionalen Netzen, mit nahtlosen Übergängen zwischen den verschiedenen Schichten. Sie umspannen den Weltraum, den Himmel und die Erde. Das ist das Ziel der Deutschen Telekom in dieser Partnerschaft.

Über die Europäische Weltraum-Organisation
Die Europäische Weltraum-Organisation (ESA) ist Europas Tor ins Weltall. Die ESA wurde 1975 als zwischenstaatliche Organisation gegründet. Sie steuert die Entwicklung der europäischen Raumfahrtkapazitäten. So stellt sie sicher, dass Investitionen in die Raumfahrt den Bürgerinnen und Bürgern Europas und der Welt zugutekommen.

Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Luxemburg, Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, Schweiz, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn und Vereinigtes Königreich. Assoziierte Mitglieder sind Lettland, Litauen, die Slowakei und Slowenien. Mit vier EU-Mitgliedstaaten hat die ESA eine formelle Zusammenarbeit vereinbart. Kanada nimmt im Rahmen eines Abkommens zur Kooperation an einigen ESA-Programmen teil.

Durch die Koordinierung der finanziellen und personellen Ressourcen ihrer Mitglieder ist die ESA in der Lage, Programme und Aktivitäten durchzuführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Sie arbeitet besonders mit der EU bei der Umsetzung der Programme Galileo und Copernicus sowie mit Eumetsat bei der Entwicklung von meteorologischen Missionen zusammen.

Besuchen Sie uns – in Barcelona oder im Internet
Erleben Sie unsere Produkte und Dienstleistungen live. Vom 27. Februar bis 2. März 2023 finden Sie die Deutsche Telekom in Halle 3 am Stand 3M31 und in Halle 8.1 am Stand 8.1C14 im 4YFN („Four years from now“). Wir freuen uns, Sie dort begrüßen zu dürfen. Das Bühnenprogramm wird live gestreamt. Bitte besuchen Sie: https://mwc.telekom.com/2023.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Die deutsche Telekom

Der Beitrag Deutsche Telekom und ESA peilen maximale Netz-Resilienz an erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA 25. Juli 2022.

25. Juli 2022 – Die ESA hat ein Projekt geleitet, in dem untersucht wurde, ob ein aus dem Satellitendesign übernommener Ansatz mit Gruppenantennen eine bessere Positionsbestimmung für zukünftige Smartphones, Tablets, Drohnen und andere Massenmarktgeräte ermöglichen könnte.

Alle derzeit in Europa verkauften Smartphones sollten die europäische Galileo-Konstellation verwenden. Sie ist heute das präziseste Satellitennavigationssystem der Welt und bietet mehr als 3 Milliarden Nutzer*innen auf der ganzen Welt eine metergenaue Ortung. Allerdings erreichen die Nutzer*innen von Smartphones in der Regel nicht die gleiche Präzision wie die Nutzer*innen von speziellen Satellitennavigationsempfängern.

„Die Satellitennavigation ist nur eine von vielen verschiedenen Funktionen, für die unsere Smartphones entwickelt wurden, sodass ihr typischer Ortungsfehler ziemlich hoch ist“, sagt die Antenneningenieurin Victoria Iza, die das Projekt für die ESA leitet.

„In der Praxis ist die Genauigkeit von der Umgebung abhängig. Am schlechtesten ist sie in bebauten Gebieten und Straßenschluchten, wo ein Teil des Himmels verdeckt ist. Der Ortungsfehler kann bis zu 10 m oder sogar noch höher steigen – das reicht zwar immer noch aus, um die richtige Straße zu finden, aber nur gerade so. Wenn man nämlich ein Smartphone auseinandernimmt, sieht man, dass die Navigationsfunktion von einer einzigen Antenne abhängt, die kleiner als eine Mini-Sim-Karte ist.“

„Wir haben im Rahmen des AMELIE-Projekts (Advanced Multi-Frequency Low-Cost, High Gain GNSS Antennas for next generation of Mass-Market Devices) die Anzahl der Navigationsantennen erhöht und jeweils eine auf jeder Seite der Platine vorsichtig platziert, um die Tasten und den Lautsprecher des Telefons zu umgehen. Dann haben wir ihre Eingänge mit einem für Satellitenantennen üblichen Gruppenansatz zusammengeführt. Wir wollten die Leistung bei der Geolokalisierung, der Signalverstärkung und der Phase verbessern, damit sie für Geräte der nächsten Generation geeignet sind.“

Das ursprüngliche Konzept stammt vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS und wurde durch das Navigation Innovation and Support Programme (NAVISP) der ESA unterstützt, das neue Konzepte im Bereich der Ortung, Navigation und Zeitmessung untersucht. Das deutsche Unternehmen TeleOrbit fungierte bei dem Projekt als Hauptauftragnehmer.

„Unser Team arbeitet normalerweise an großen Satellitenantennen, daher ist dies ein interessanter Wechsel hin zu kleineren, kostengünstigen Geräten für den Massenmarkt“, fügt Victoria Iza hinzu. „Und letztendlich wird der Erfolg durch die Erfahrung der Endbenutzer*innen definiert. Das bedeutete, dass das Projektteam nicht nur im Labor, sondern auch im Freien eine Reihe von Geh- und Fahrversuchen durchführen musste.“

Die Tests fanden in und um Nürnberg statt, wo TeleOrbit und das Fraunhofer-IIS angesiedelt sind. Matthias Overbeck vom Fraunhofer-IIS erklärt: „Wir nutzten unsere Absorberkammer für die Bewertung von Antennenmustern und der Abschwächung von Mehrwegsignalen, aber wir unternahmen auch Spaziergänge und Fahrten durch eine Vielzahl unterschiedlicher Umgebungen, vom bebauten Stadtzentrum über enge Straßen bis hin zu weniger bevölkerten Gebieten unter freiem Himmel.“

„Vieles hängt von der Umgebung ab, da hohe Gebäude die GNSS-Signale abschatten, während alle Arten von Objekten die Signale ebenfalls reflektieren. Diese Mehrwegsignale verringern auch die Genauigkeit der Ortung.“

„Außerdem haben die Feldtests ergeben, wie wichtig die Einbeziehung der Benutzer*innen ist, denn die Platzierung des Smartphones in der Hand der Benutzer*innen beeinflusst das Verhalten und die Leistung der AMELIE-Antenne.“

Das Team hat zwei Arten von Antennen getestet: ein Dualband-Design mit zwei separaten Frequenzbändern, das eine deutliche Leistungssteigerung gegenüber herkömmlichen Empfängern für Smartphones bietet, da Fehler durch die Ionosphäre, eine elektrisch aktive atmosphärische Schicht, ausgeglichen werden können, und eine Multiband-Version, mit der bis zu fünf Frequenzbänder der Konstellationen GPS, GLONASS und BeiDou sowie Galileo genutzt werden können.

Für den Einsatz im Auto hat das Team auch eine Keramikhalterung untersucht, die den Fokus der Antennen auf die Satellitensignale optimiert und gleichzeitig das Telefon in einem optimalen Winkel von 30° hält.

Dabei erreichte das Team einen maximalen Ortungsfehler von 1 m, eine zehnfach bessere Genauigkeit. Sie wollen in einem nächsten Schritt direkt mit einem Smartphone-Hersteller zusammenarbeiten, um herauszufinden, welche Fläche maximal für die Navigationsfunktionalität zur Verfügung steht. Dabei muss auch berücksichtigt werden, dass die Leistung der Antennen durch benachbarte Komponenten beeinträchtigt werden kann.

Sie sprechen auch Drohnenunternehmen an, bei denen der Platz weniger beschränkt ist und die zusätzliche Leistung der Gruppenantennen einen deutlichen Marktvorteil bedeuten könnte.

Über NAVISP
Viele der Experten, die das Galileo-Satellitennavigationssystem entworfen und betreut haben, unterstützen jetzt europäische Spitzenunternehmen bei der Entwicklung neuer Navigationstechnologien und -dienste. Das Ergebnis ist das Navigation Innovation and Support Programme (NAVISP) der ESA.

NAVISP befasst sich mit allen möglichen cleveren Ideen für die Zukunft der Navigation: Möglichkeiten zur Verbesserung der Satellitennavigation, alternative Ortungssysteme sowie neue Navigationsdienste und -anwendungen.

In Zusammenarbeit mit der europäischen Industrie und Forschung wurden bisher mehr als 200 NAVISP-Projekte initiiert.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• ESA

Der Beitrag ESA: Präzisere Satellitennavigation für Smartphones erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Julian Schlund. Quelle: standard.

Jürgen Kerp und Stephan Stanko haben dafür spezielle Hochgeschwindigkeits-Chips so programmiert, dass sie Radiosignale spektral zerlegen können.
Diese sogenannten Field Programmable Gate Arrays sind normale Handychips und werden im Mobilfunk bereits regelmäßig eingesetzt. Grund für den verhältnismäßig niedrigen Preis von 10.000 Euro ist die hohe Stückzahl, in der sie programmiert werden. „Herkömmliche Geräte sind erst für ein Vielfaches zu bekommen und nehmen einen ganzen Schrank ein“, so Kerp.

Radiospektrometer zerlegen Radiosignale, ähnlich wie ein Prisma das Licht. Spektrometer können daher kalte Gaswolken durch ihr Radiospektrum sichtbar machen und so Hinweise auf die Zusammensetzung weit entfernter Welten geben. Da die Teleskope häufig in unwirtlichen Gegenden in großer Höhe stehen, wo die Erdatmosphäre den Empfang möglichst wenig stört und der Strom nicht einfach aus der Steckdose kommt, ist der geringe Energieverbrauch des entwickelten Spektrometers von großem Vorteil. Eine Steckkarte mit FPGA-Spektrometer ist etwa Handteller groß und besonders aufgrund der erwähnten Energiesparsamkeit ist es durchaus denkbar, dass sie auch in Satelliten zum Einsatz kommen.

Der Beitrag Astronomie mit Handychip erschien zuerst auf Raumfahrer.net.